Eicosanoide: Wirkung und klinische Relevanz

Eicosanoide sind eine Gruppe kurzlebiger, biologisch hochaktiver Lipidmediatoren, die aus mehrfach ungesättigten Fettsäuren hervorgehen und eine zentrale Rolle in zahlreichen physiologischen und pathophysiologischen Prozessen spielen. Sie wirken überwiegend als Gewebshormone und sind maßgeblich an der Regulation von Entzündungsreaktionen, Schmerzempfindung, Blutgerinnung, Gefäßtonus sowie an immunologischen Abläufen beteiligt. Aufgrund ihrer vielfältigen Wirkungen und ihrer klinische Bedeutung als Angriffspunkte zahlreicher Medikamente spielen Eicosanoide eine wichtige Rolle in der Medizin und Pharmakologie. So spielen sie eine Rolle als zentrale Zielstrukturen von Medikamenten gegen Schmerz, Entzündung, Allergien und kardiovaskukäre Erkrankungen. Der folgende Artikel gibt einen Überblick über Definition, Wirkung und Funktion, den Abbau sowie die klinische Relevanz der Eicosanoide.

Eicosanoide – Definition

Eicosanoide sind Gewebshormone, die aus mehrfach ungesättigten Fettsäuren wie der Arachidonsäure hervorgehen. Sie spielen eine zentrale Rolle in der Regulation von Entzündungen, Immunantworten, Blutdruck und hämostatischen Prozessen. Zu den wichtigsten Gruppen der Eicosanoide zählen Prostaglandine, Thromboxane und Leukotriene.

Eicosanoide – Wirkung und Funktion

Eicosanoide wirken vor allem autokrin und parakrin. Das heißt, sie beeinflussen Zellen in unmittelbarer Nähe ihres Entstehungsortes. Sie wirken als Gewebemediatoren und lokale Hormone, die wichtige Rollen bei der Blutgerinnung, Vasodilatation, Entzündungsregulation sowie einer Reihe anderer Prozesse spielen.

Die Prostaglandine D2 und F2 bewirken die Kontraktion der glatten Muskulatur sowie eine Bronchokonstriktion, während das Prostaglandin E2 je nach Gewebe eine Relaxierung der glatten Muskulatur oder Kontraktion bewirkt. Zudem hat das Prostaglandin E2 eine hemmende Wirkung auf die Lipolyse sowie die Magensaftsekretion, während sie im Magen die Mucin (Schleim)- und Bicarbonatsekretion stimuliert. Sie wirkt sich auf die periphere Schmerzsensibilität und die Entzündungsreaktion aus und erhöht die Körperkerntemperatur. Das Prostaglandin I2, auch bezeichnet als Prostacyclin, bewirkt eine Vasodilatation, also Erweiterung von Blutgefäßen und wirkt sich negativ auf die Thrombozytenaggregation aus.

Thromboxan A2 wirkt vasokonstriktiv, also bewirkt es ein Zusammenziehen der Blutgefäße sowie eine Thrombozytenaggregation. Durch die Thrombozytenaggregation verbinden sich die Thrombozyten über Fibrinogenmoleküle zu einem dichten Netzwerk im Rahmen der Blutstillung (primäre Hämostase).

Leukotriene bewirken eine Bronchokonstriktion und erhöhen die Kapillarpermeabilität. Sie entfalten diese Wirkung über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren. Durch die Kapillarpermeabilität wird vermehrt Wasser im Gewebe eingelagert und es kommt zu einer Schwellung. Zudem haben sie einen chemotaktischen Effekt auf Leukozyten. Das bedeutet, dass Leukozyten daraufhin in entzündetem Gewebe Mediatoren freisetzen, wodurch weitere Abwehrzellen aus dem Blut ins Gewebe gelangen.

Die folgende Tabelle stellt die Wirkungen der Eicosanoide nach Organsystemen dar.

Eicosanoide – Abbau

Eicosanoide sind sehr reaktiv und kurzlebig. Sie werden durch spezifische Dehydrogenasen und Reduktasen metabolisiert, zum Beispiel durch die Prostaglandin-Dehydrogenase. Der schnelle Abbau sorgt dafür, dass ihre Wirkung lokal und zeitlich stark begrenzt bleibt.

Eicosanoide – Klinische Relevanz

Eicosanoide sind sowohl therapeutisch relevant als auch Ziel zahlreicher Medikamente. NSAR (Nichtsteroidale Antirheumatika) wie Ibuprofen und Aspirin hemmen COX-Enzyme und reduzieren so die Bildung von Prostaglandinen. Dies wirkt antientzündlich, schmerzlindernd und fiebersenkend. Die Leukotriensynthese wird nicht beeinträchtigt, wodurch mehr bronchokonstriktorisch wirksame Leukotriene im Vergleich zu den bronchodilatatorischen Prostaglandinen vorkommen und es zum sogenannten Analgetikaasthma kommen kann. Außerdem kommt es zu einer verminderten renalen Durchblutung durch die nicht mehr renal gebildeten Prostaglandine. Dies kann bei schon vorliegender schlechter Nierenfunktion zu einer akuten Nierenfunktionsstörung führen.

Die gleichzeitige Einnahme von Glukokortikoiden und NSAR kann zu einem gastrointestinalen Ulkus führen, da durch Hemmung der Prostaglandinsynthese, die ja durch die NSAR bedingt ist, vermindert Schleim und Bikarbonat sezerniert wird. Dadurch und durch die zusätzlich vermehrt produzierte Magensäure wird die Magenschleimhaut weniger geschützt. Glukokortikoide hemmen die Phospholipase A2, sodass zusätzlich noch eine Ulkusentstehung gefördert wird, da die Eicosanoidsynthese insgesamt heruntergesetzt wird.

Prostaglandine können zur Therapie unterschiedlicher Erkrankungen eingesetzt werden. So wird Prostaglandin E1 zum Beispiel aufgrund der gefäßerweiternden Wirkung in der Therapie der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit (pAVK) eingesetzt. In der Geburtshilfe wird Prostaglandin E2 in Form von Vaginaltabletten zur Zervixreifung und Weheninduktion eingesetzt.

Klinischer Ablauf einer akuten lokalen Entzündungsreaktion

Nach einer Gewebeschädigung kommt es zu einer kurzen Phase, in welcher das Gewebe weniger mit Blut durchströmt wird und deshalb ischämisch wird. Im Laufe weniger Minuten wird die Phospholipase A2 aktiviert, die eine Steigerung der Prostaglandinsynthese bewirkt. Diese wiederum kann zur Sensibilisierung peripherer Schmerzsensoren, der Steigerung des Schmerzempfindens sowie zu Fieber führen. Der Gefäßtonus der Arteriolen nimmt in der Folge ab und eine Konstriktion der Venolen tritt ein. Durch den Anstieg des intravasalen Drucks kommt es zum Austritt von Blutplasma ins Gewebe, wodurch es zur Schwellung kommt. Der verlangsamte Blutfluss und die aktivierten Endothelzellen erleichtern den Durchtritt von Leukozyten durch die Zellwand und innerhalb weniger Stunden kann durch das angeborene Immunsystem und Chemokine die COX2-Synthese gesteigert werden. Die Entzündungsreaktion wird gehalten und weitere Leukozyten dringen in den Entzündungsort ein. So kommt es zur Beeinträchtigung der betroffenen Körperregion.

Die fünf Kardinalzeichen der akuten Entzündung fasst man wie folgt zusammen: Rötung, Überwärmung, Schwellung/Ödembildung, Schmerz sowie der Funktionsverlust.

Beim Asthma oder auch bei Allergien werden Leukotrien-Rezeptor-Antagonisten wie Montelukast eingesetzt. Ihre Wirkung entfacht sich durch Blockade der Leukotriene, was die bronchiale Obstruktion (Verengung) lindert.